考虑碳捕集技术的虚拟电厂热电联合优化

碳捕集技术作为电力系统低碳转型的关键技术,应用到热电联合系统可降低虚拟电厂的碳排放。为此,提出将碳捕集技术应用至虚拟电厂热电联合优化的技术路线,以促使其低碳经济运行。一方面,依托阶梯碳交易机制、需求响应和电-热之间的互转,以减少虚拟电厂热电联合运行的碳排放;另一方面,以虚拟电厂运行成本最小为目标,综合考虑负荷调节潜力、新能源出力上限等虚拟电厂内部约束,以及电-热-碳互转的物理约束,以提高虚拟电厂运行经济性。基于某园区实况运行数据,围绕是否配置碳捕集技术和需求响应来设计对照场景,验证了所提虚拟电厂热电联合优化模型具有一定的现实可用性和鲁棒性。

基于Benders分解和纳什议价的分布式热电联合优化调度

考虑供热管网储能特性的热电联合优化调度可以有效地提高电力系统的灵活性,促进可再生能源高比例消纳。电力系统和热力系统隶属于不同的运营主体,热电联合优化调度在最大化总体效用时,不应损害个体利益。该文提出一种基于Benders分解和纳什议价的电-热综合能源系统分布式优化调度方法。首先,热力系统与电力系统依次计算最优热流和最优功率分配,分别得到各自独立调度的运行总成本;然后,利用Benders分解计算电-热综合能源系统最优能流,相应得出电-热综合能源系统运行总成本;最后,通过纳什议价重新分配两者的合作剩余以鼓励热力系统参与热电联合优化调度。两个不同规模算例的仿真结果表明,所提方法能在保护信息隐私的前提下,实现激励相容并促进可再生能源消纳。

计及燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合调度模型

为了解决北方城市冬季供暖期的空气污染问题,我国正积极发展"煤改气"技术,将传统的燃煤热电机组改为燃气热电机组。建立了燃气-蒸汽联合循环机组的数学模型,并以系统成本最低为目标函数,构建了包含燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合系统调度模型。分析了燃气-蒸汽联合循环机组替换传统热电机组后,燃气-蒸汽联合循环机组比例变化、风电渗透率不同对电网弃风率的影响。算例分析表明,燃气-蒸汽联合循环机组替换常规热电机组虽然增加了运行成本,但有利于电网消纳弃风。

与石油化工和热电联合是煤化工可持续发展之路——《石油替代综论》专著中煤化工部分要点

作者新近编著的《石油替代综论》专著即将出版,该专著系统介绍了如下一些问题:石油和有可能替代石油的国内外资源状况;用各种替代资源(包括煤、天然气、油页岩、油砂、生物质、核能、太阳能等)生产目前的石油化工产品(主要是油品、烯烃、芳烃、醇醚和氢气)及其他化学品的工艺和技术;新能源替代技术的应用推广前景和最有希望实现的石油能源替代的路线图;不同交通运输工具的能耗与节能,非常具有替代前景的氢燃料的运输和储存,以及CO_2的捕集与减排等。煤化工在中国如何发展,这是目前人们比较关心的问题,为了发挥杂志信息传播快、传播面广的特点,特摘专著中有关煤化工部分的要点刊出。这部分内容说明了在我国只能适度发展煤化工的原因;提出切忌以原料为线对行业划界,建议以生产石油产品、低碳烯烃、替代天然气为目的产品的煤化工企业,与炼油、石油化工、热电企业联合,以达到减少投资、降低能耗、优化管理、减少温室气体排放、理顺销售渠道并降低销售成本的双赢效果。

考虑气风互补的热电联合运行成本效益分析方法研究

在我国,供暖期大量煤炭资源的消耗是造成环境污染的重要因素。为此,采用风电与天然气互补的方式满足供暖期的供热需求具有显著的现实意义。基于气风互补的能源利用方式,通过对气电一体化供暖模式的初投资成本、运营成本和风电成本等进行分析,提出了考虑气风互补的热电联合运行成本效益评估方法。最后,以某城市配电网为算例,证明了所提方法的正确性和可行性。

考虑调峰权交易提高风电二次消纳能力的热电联合经济调度

"三北"地区冬季供暖期,热电机组因"以热定电"约束导致系统调峰能力不足,是造成大量弃风的主要原因之一。调峰权交易可以激励热电机组参与调峰的积极性,为风电提供上网空间。因此,首先建立了风电与热电机组调峰权交易方式,制定蓄热式电锅炉启停控制策略和风电二次消纳方式;其次,推导风电和热电机组参与调峰的可行性系数,分析可行性系数值确定单位发电权价格;然后,建立了以调度周期内收益与成本之差最大的热电联合经济调度模型;最后,采用改进粒子群对所提模型进行求解。仿真结果表明文中构建的热电联合经济调度模型能够激励风电和热电机组参与调峰的积极性、减少弃风功率和提高系统整体经济效益。

基于改进MOBCC算法的热电联合系统经济环境调度

热电联产因其节能减排作用成为综合能源系统的重要组成部分,对于热电联合系统经济环境调度问题,采用基于帕累托支配的改进MOBCC算法求解,改进MOBCC算法在收敛性、解集的多样性和时间效率上具有优越的性能。采用基于约束违反指数的约束处理方法处理约束条件,并采用基于目标满意度与目标权重之间关系的多目标决策方法选择最优折衷解。算例分析表明,热电联合系统经济环境调度能够通过设置目标权重兼顾热电联合系统运行的经济目标和环境目标,实现热电联合系统的优化运行,同时验证了改进MOBCC算法的有效性。

基于热电联合调度的弃风电储热供热技术方案

我国"三北"地区大风期与冬季供热期高度重合,冬季火电供热机组运行方式大,电网调峰能力不足,风电消纳问题极为突出。为缓解"三北"地区风电消纳矛盾,提高清洁能源利用率,拟提出在省级电网调度机构建立热电联合调度平台,利用互联网络与电储热供热用户进行信息交互,通过对电源与电储热供热联合优化调度,实现在电网弃风时段内启动电储热设备,实现弃风电储热供热。建立兼顾多方经济性的弃风电储热交易策略,保证风电企业和供热企业的经济效益,提高风电消纳水平,推动弃风电供热的可持续发展。

变压器油纸绝缘热电联合老化特征量研究

为研究电力变压器油纸绝缘在热、电两种应力作用下的老化特性,搭建了油纸绝缘热电联合老化试验平台,设计了两组在130℃下进行的加速老化试验:一组是单因子热老化试验,另一组为热电联合老化试验。通过对两组老化样本的绝缘纸聚合度、击穿电压、油中微水含量等参数进行对比分析,结果表明,热电联合老化样本绝缘纸聚合度下降速度比热老化样本要快,且在老化初期绝缘纸击穿电压与绝缘纸聚合度呈一定线性关系,与油中水分含量则没有明显的直接联系。

考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法

中国三北地区风资源丰富,但受制于热电联产机组以热定电的出力特性,在供热季节弃风严重。集中供热系统覆盖的范围大,管道容积巨大,储热能力与热惯性强,如能对集中供热系统加以合理调节,可对改善电力系统调峰、促进风电消纳起到显著效果。为了改变电网调峰能力不足的现状,中国各地陆续开展调峰辅助服务市场,以激励火电机组改造,提高灵活性,挖掘出力下限。在此背景下,针对考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法开展研究,对供热系统进行了建模以刻画其动态特性,并在目标函数中计及了辅助服务的调用顺序。在省网规模的系统进行了仿真测试,验证了所提出模型的合理性,并计算了其在促进风电消纳方面的经济效益。

计及用热舒适度弹性的热电联合优化调度

冬季采暖期热电联产机组为满足供热需求,强迫电出力导致机组调峰能力受限。为提高热电联供系统调峰能力,促进可再生能源的消纳,首先建立热负荷供能设备的运行特性模型,在负荷侧通过引入室外气象综合温度,建立了考虑用热舒适度的热负荷模型。以总煤耗量最小、最大限度消纳光伏为目标,建立考虑用热舒适度弹性的热电联合优化调度模型,并通过仿真验证其有效性。结果表明,用户在用热舒适度弹性范围内通过热舒适度下调,为光伏出力高峰阶段提供弹性上网空间,可以有效提高光伏发电的消纳水平,同时降低了燃料成本。而配合高效率的热源设备时,考虑室外气象综合温度的热负荷调节方式进行消峰效果不明显。

计及热网储热和供热区域热惯性的热电联合调度策略

传统的热电联合调度中电、热负荷时刻平衡,限制了热负荷高峰期系统调峰能力,导致弃风现象高发。鉴于此,考虑了热电联合系统的实际物理模型,利用热网储放热特性和供热区域热惯性消纳弃风,提出改进的热电联合调度策略。以系统煤耗量最小为目标函数,考虑系统常规约束和热力系统模型约束,将传统热负荷实时平衡约束条件替换为把室内温度维持在期望范围内,并增加散热器的散热量作为优化控制变量,基于改进调度策略进行日前调度。算例分析结果表明,计及热网储热和供热区域热惯性的改进调度策略可以提高系统的经济性和消纳弃风能力。

市场环境下考虑多元不确定性的热电联合虚拟电厂竞标策略

“双碳”背景下,热电联合虚拟电厂将热电联产机组、储能设施等聚合为可控集合体以促进新能源消纳,具有广阔的发展空间。电力市场环境下,热电联合虚拟电厂的竞标策略决定了其在市场中的购售电量,对其收益具有重要影响。然而,电价和分布式新能源出力等多元不确定性的存在,给热电联合虚拟电厂竞标策略的制定带来困难。为此,提出了市场环境下考虑多元不确定性的热电联合虚拟电厂竞标策略。考虑电价与虚拟电厂内部风光的不确定性,建立热电联合虚拟电厂参与电力市场的竞标模型。利用蒙特卡洛法和后向场景缩减法,构建刻画电价不确定性的典型场景。基于此,结合随机优化方法与基于Wasserstein距离的分布鲁棒方法,将热电联合虚拟电厂竞标模型转换为分布鲁棒随机优化模型,并利用对偶转换和数据驱动方法将该模型转换为单层模型,以利于求解。最后,通过IEEE 30节点系统验证所提方法的有效性。

可再生能源与热电联合响应的区域多能源电网集群运行优化模型

针对可再生能源发电快速增长下的高渗透率导致的区域级多能源电网功率平衡协调控制困难问题,文章提出了基于热电联合响应的多能源电网集群联合优化运行控制策略,可有效提高电网功率平衡调节能力。首先,研究可再生能源发电、热电联合响应及多能源电网运行特性,考虑可再生能源发电及热电负荷不确定性因素,建立多能源电网集群中可再生能源与热电联合响应运行优化控制模型;然后,研究基于电网运行效益最大化目标的多能源电网集群协调运行策略模型及其求解算法;最后,以东北某地区3个区域级多能源电网运行数据为基础,采用蒙特卡洛方法模拟电网热电负荷特性,建立基于IEEE14节点系统的PSCAD仿真模型。仿真结果及其分析表明,文章提出的基于热电联合响应的多能源电网集群协调优化运行模型能够有效提高可再生能源出力不确定性条件下电网功率平衡能力,减小电网运行与功率调节成本。

平煤集团焦炉气用于燃气轮机热电联合循环发电的研究

平煤集团朝川矿以焦炉气为燃料,对采用燃煤气锅炉—蒸汽轮机发电、柴油机(改)发电机组、燃气轮机热电联合循环发电三种方案分别进行了比较研究,确定选用经济效益最好、污染小的燃气轮机热电联合循环发电方案。

附加热源对热电联合系统收益影响分析

建立了配置附加热源的供暖季时序生产模拟模型,并根据东北地区现有电力调峰补偿机制建立了各主体效益模型,分析了附加热源运行对各主体效益的影响。算例分析表明,附加热源配置有利于风电友好并网,热电厂面临损失。此外,还为附加热源的配置和运行提出了一些建议,对进一步完善调峰补偿机制具有指导意义。

计及需求响应的热电联合系统优化调度策略

传统热电联合调度中,系统在负荷高峰时调峰能力不足,导致弃风现象高发。鉴于此,本文提出一种计及需求响应的热电联合系统优化调度策略,将需求响应融入传统发电日前调度计划,建立了同时考虑分时电价参与电力平衡和分时热价参与热力平衡的日前经济调度模型。以系统煤耗量最小为目标函数,考虑系统运行约束,机组运行约束,热网储热约束和需求响应约束进行日前调度。最后将本文提出的调度策略应用于热电联合系统实际算例,并与传统调度策略进行对比,算例分析结果表明,基于需求响应的热电联合系统优化调度策略可以提高系统经济性和消纳风电能力。

供热系统热动态特性回归模型及热电联合调度

集中供热系统的热动态特性可用于提高供热季热电联产机组的调峰能力以促进风电消纳。采用物理模型对集中供热系统热动态特性进行建模,涉及系统内部各环节的个体特性以及供热管网的拓扑结构特性等,导致基于物理模型的热电联合调度模型过于复杂而不利于在大电网中的应用。首先,着眼系统整体特性,利用自回归分布滞后时间序列建立了质调节运行模式下的热动态特性简化回归模型,并给出了建模方法;之后,构建了基于回归模型的热电联合调度;最后,通过与基于物理模型的调度模式进行对比,验证了基于回归模型的调度模式能够减少变量数量和计算时间,具有良好的简化效果和较高的准确性。

飞行器热天线热电联合计算方法

为了研究高温环境对热天线电性能的影响,提出了一种热电联合计算方法,通过三维热、电信息传递程序实现不同温度区域介电性能的空间加载,以此关联温度场与电磁场网格节点信息,实现温度场-电磁场耦合问题的联合计算。介绍了热电联合计算方法的原理与思路,并以某型热天线为研究对象,考查天线温度分布对电性能的影响程度,为飞行器热天线的精细化设计提供了途径。该方法可应用于热透波结构的高温电性能分析,尤其对于恶劣热环境下的热天线/天线罩设计具有较高的应用价值。